TWI384130B - 散熱風扇 - Google Patents

Description

散熱風扇

本發明係關於一種散熱風扇，尤其是一種可減少整體軸向高度的散熱風扇。

習知散熱風扇大致可區分為軸流式散熱風扇及鼓風式散熱風扇兩種。請參照第1圖所示，係揭示較為常見之習知軸流式散熱風扇6，該散熱風扇6大致具有一扇框61、一定子62、一轉子63及一電路板64。該扇框61具有一基座611，該基座611結合一軸管612；該定子62結合於該扇框61之軸管612；該轉子63包含一輪轂631、數個葉片632及一永久磁鐵633，該輪轂631可旋轉地結合該軸管612，各該葉片632結合於該輪轂631之外側周面，該永久磁鐵633係結合於該輪轂631內側；該電路板64具有用以驅動該定子62的數個電子元件641(例如電阻、電容、......等)；藉此，該永久磁鐵633與該定子62之間可形成氣隙，以便該電路板64之各電子元件641控制該定子62通電產生磁場後，即可驅動該轉子63旋轉作動。

由於上述習知軸流式散熱風扇6之電路板64係將各該電子元件641設置於該基座611與該輪轂631之間，因此，於實際使用時，仍具有如下所述之諸多問題(本文雖以軸流式散熱風扇為例，惟鼓風式散熱風扇亦具有相同問題)：

1、散熱效果不佳：該電路板64之各電子元件641缺乏適當散熱機制，倘若各該電子元件641運作時所產生之熱能無法立即驅散，則過高之溫度將容易降低各該電子元件641之運作效能，甚至可能影響該散熱風扇6之使用壽命。

2、無法縮減軸向高度：由於各該電子元件641位於該基座611與該輪轂631之間，導致該基座611與該輪轂631之間必須具有一間距，該間距之軸向高度必須提高到足以供各該電子元件641容置且不會影響該轉子63之旋轉作動，因此，該散熱風扇6之整體軸向高度不易縮減，無法朝向更輕薄短小的方向研發設計。

為解決上述問題，本發明之申請人研發有如下所述之數種散熱風扇，其中：請參照第2圖所示，係為中華民國第I290673號「散熱風扇」專利案，該習知散熱風扇7包含一殼體71、一扇輪72及一電路板73。該殼體71及該扇輪72保持特定之相對組裝關係，該扇輪72具有一輪轂721，該輪轂721之外周面形成數個葉片722，該電路板73結合於該殼體71之一基座711表面且具有數個電子元件，各該電子元件區分為發熱電子元件731及未發熱電子元件732。該習知散熱風扇7主要係將該電路板73之至少一發熱電子元件731由該基座711凸伸至該扇輪72之葉片722的下風處。藉此，該扇輪72所驅動之氣流亦可同時降低該發熱電子元件731之溫度，以提高該散熱風扇7之使用壽命。

上述習知散熱風扇7雖將至少一發熱電子元件731移至該葉片722的下風處，以提供該電路板73較佳的散熱機制。然而，由於該電路板73之未發熱電子元件732及部分發熱電子元件731仍位於該基座711與該輪轂721之間，因此，該基座711與該輪轂721之間的間距並無法進一步縮小，依然無法解決該散熱風扇7之整體軸向高度不易縮減等問題。

請參照第3圖所示，係為中華民國申請第87208714號「可定向送風之超薄風鼓改良構造」專利案，該習知散熱風扇8具有一底座81，該底座81可供結合一扇輪82；另外，該底座81亦結合一電路板83，該電路板83具有數個電子元件，各該電子元件區分為感應元件831及控制件832，該感應元件831局部埋設於該電路板83之一沉孔833內，該控制件832位於該扇輪82的徑向旋轉範圍外；藉此，以便進一步縮減該散熱風扇8之整體軸向高度。

上述習知散熱風扇8雖將該控制件832移至該扇輪82的徑向旋轉範圍外，以達到縮減該散熱風扇8之整體軸向高度的目的。然而，亦由於該控制件832位於該扇輪82的徑向旋轉範圍外，導致該散熱風扇8的整體寬度必須相對增加，因此，該習知散熱風扇8雖可達到縮減軸向高度之目的，但反而造成該散熱風扇8的整體寬度增加，故仍無法朝向更輕薄短小的方向研發設計。再者，該電路板83必須另加工形成該沉孔833以供容置該感應元件831，導致結構複雜度亦相對增加；另外，亦由於該控制件832位於該扇輪82的徑向旋轉範圍外，因此，該扇輪82能提供予該控制件832的散熱效果仍相當有限。

請參照第4圖所示，係為中華民國申請第M337965號「散熱風扇」專利案，該習知散熱風扇9包含一框體91及一扇輪92。該框體91之一側框邊形成一承載部911，以供設置一驅動電路板93；該扇輪92則可旋轉地設置於該框體91內。

上述習知散熱風扇9更進一步將該驅動電路板93設置於該框體91之一側所形成的承載部911，故亦可縮減該散熱風扇9之整體軸向高度。然而，由於該框體91之一側形成有該承載部911，因此，同樣導致該散熱風扇9的整體寬度必須相對增加，且該框體91的結構複雜度亦相對提高，仍無法朝向更輕薄短小的方向研發設計，並增加整體製造成本。

本發明目的乃改良上述各種習知散熱風扇缺點，在不增加扇框整體寬度的條件下，提供一種可有效縮減軸向高度的散熱風扇。

本發明另一目的，係提供一種兼具有較佳散熱效果的散熱風扇。

本發明又一目的，係提供一種結構較為精簡的散熱風扇。

為達到前述發明目的，本發明所運用之技術內容如下：一種散熱風扇，包含一扇框、一線圈組、一扇輪及一電路板。該扇框具有一側牆部，該側牆部內側設有一基座，該基座設有一軸接部；該線圈組結合於該扇框之內側；該扇輪包含一輪轂、數個葉片及一永久磁鐵，該輪轂結合該軸接部，各該葉片設於該輪轂之外周面，各該葉片係具有一徑向旋轉範圍，且各該葉片分別具有朝向該基座的一端緣，各該葉片之端緣至該基座之間形成一容置空間，該永久磁鐵結合於該輪轂內側並與該線圈組之間形成氣隙；該電路板結合於該扇框之基座且電性連接該線圈組，該電路板設有至少一電子元件，該至少一電子元件設置於該容置空間且位於各該葉片的徑向旋轉範圍內。

此外，本發明散熱風扇亦可包含一扇框、一線圈組、一扇輪及一電路板。該扇框具有一側牆部，該側牆部內側設有一基座，該基座設有一軸接部；該線圈組結合於該扇框之內側；該扇輪包含一輪轂、數個葉片及一永久磁鐵，該輪轂結合該軸接部，各該葉片藉由一連接部與該輪轂相互結合，各該葉片分別具有一第一端及一第二端，該第一端靠近該輪轂，該第二端遠離該輪轂，在該扇輪之軸向上，各該葉片及該連接部至該基座之間形成一容置空間，各該葉片之第二端與該輪轂的外周面之間具有一徑向旋轉範圍，該永久磁鐵結合於該輪轂內側並與該線圈組之間形成氣隙；該電路板結合於該扇框之基座且電性連接該線圈組，該電路板設有至少一電子元件，該至少一電子元件設置於該容置空間且位於各該葉片的徑向旋轉範圍內。

為讓本發明之上述及其他目的、特徵及優點能更明顯易懂，下文特舉本發明之較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：請參照第5、6及7圖所示，本發明第一實施例之散熱風扇1包含一扇框11、一線圈組12、一扇輪13及一電路板14。本實施例所揭示之扇框11主要係應用於「軸流式散熱風扇」，並適用於無感測器馬達之散熱風扇；該線圈組12結合該扇框11；該扇輪13可旋轉地結合於該扇框11內側，該電路板14電性連接該線圈組12，用以透過該線圈組12驅動該扇輪13旋轉作動。

該扇框11具有一側牆部111，該側牆部111設有一入風口112及一出風口113；又，該側牆部111內側設有一基座114，該基座114設有一軸接部115，該軸接部115可選擇一體結合該基座114或組裝於該基座114上；於本實施例中，該基座114係藉由數個連接件116與該側牆部111相互連接，該連接件116可為靜葉或肋條之設計，以構成「軸流式散熱風扇之扇框」。

該線圈組12結合於該扇框11之內側。其中該線圈組12可直接結合於該軸接部115之外周面，或者，該線圈組12亦可直接結合於該扇框11之基座114或其他適當部位。

該扇輪13包含一輪轂131、數個葉片132及一永久磁鐵133。該輪轂131可旋轉地結合該軸接部115，且該輪轂131具有朝向該基座114的一底端131a，該底端131a與該基座114之間具有一間隙(D)；各該葉片132設於該輪轂131之外周面，其中如第6及7圖所示，各該葉片132係具有一徑向旋轉範圍(R)，且各該葉片132分別具有朝向該基座114的一端緣132a，在該扇輪13之軸向上，各該葉片132之端緣132a至該基座114之間形成一容置空間134；該永久磁鐵133係結合於該輪轂131內側，且該永久磁鐵133與該線圈組12之間具有氣隙。

該電路板14結合於該扇框11之基座114，且該電路板14電性連接該線圈組12。又，該電路板14設有用以驅動該線圈組12作動的數個電子元件141(可視需求整合為單一個電子元件)，各該電子元件141設置於該容置空間134且位於各該葉片132的徑向旋轉範圍(R)內，令各該電子元件141相對位於該底端131a與該基座114之間所形成的間隙(D)之外，以便縮減本發明散熱風扇1之整體軸向高度。

更詳言之，在該扇輪13之軸向上，該輪轂131的底端131a至該基座114的距離，係小於各該葉片132的端緣132a至該基座114的距離；藉此，使得該端緣132a與該底端131a之間具有一高度差，以便利用該高度差形成該容置空間134。

本發明第一實施例之散熱風扇1的主要特點在於：該電路板14之各電子元件141係位於該扇輪13之各葉片132的下風處，因此，當該扇輪13於旋轉作動的過程中，該扇輪13所驅動之氣流可直接提供各該電子元件141較佳的散熱效果。另外，本發明散熱風扇1更將該電路板14之各電子元件141移至各該葉片132的徑向旋轉範圍(R)，且各該電子元件141係設置於該容置空間134，藉此，使得該底端131a與該基座114之間所形成的間隙(D)未容納任何的電子元件141，因此，該扇輪13之輪轂131的底端131a可更為貼近於該電路板14，以有效降低該散熱風扇1之整體軸向高度。

更重要的是，亦由於該電路板14之各電子元件141係位於該扇輪13之各葉片132的徑向旋轉範圍(R)內，使得本發明散熱風扇1無須為了降低整體軸向高度，而將各該電子元件141設置該扇輪13的徑向旋轉範圍之外，因此，本發明之扇框11無須增加寬度或設計其他可容納電路板14的結構設計(如第3及4圖所示的習知散熱風扇8、9)；整體而言，本發明散熱風扇1可在不增加扇框11整體寬度或增加結構複雜度的條件下，提供一種可確實有效縮減軸向高度且結構更為精簡的散熱風扇1。

請參照第8、9及10圖所示，本發明第二實施例之散熱風扇2包含一扇框21、一線圈組22、一扇輪23及一電路板24。本實施例所揭示之扇框21主要係應用於「鼓風式散熱風扇」，並適用於無感測器馬達之散熱風扇；該線圈組22結合該扇框21；該扇輪23可旋轉地結合於該扇框21內側，該電路板24電性連接該線圈組22，用以透過該線圈組22驅動該扇輪23旋轉作動。

該扇框21具有一側牆部211，該側牆部211設有一入風口212及一出風口213，其中該入風口212較佳可設置一蓋板216，該蓋板216設有連通該入風口212的一穿孔216a，該出風口213係位於該扇框21之側邊；又，該側牆部211內側設有一基座214，該基座214設有一軸接部215；於本實施例中，該基座214之外周緣係連接該側牆部211，使該側牆部211可圍繞該基座214，以構成「鼓風式散熱風扇之扇框」。

該線圈組22結合於該扇框21之內側。其中該線圈組22可直接結合於該軸接部215之外周面，或者，該線圈組22亦可直接結合於該扇框21之基座214或其他適當部位。

該扇輪23包含一輪轂231、數個葉片232及一永久磁鐵233。該輪轂231可旋轉地結合該軸接部215，且該輪轂231具有朝向該基座214的一底端231a，該底端231a與該基座214之間具有一間隙(D)；各該葉片232設於該輪轂231之外周面，其中如第9及10圖所示，各該葉片232係具有一徑向旋轉範圍(R)，且各該葉片232分別具有朝向該基座214的一端緣232a，在該扇輪23之軸向上，各該葉片232之端緣232a至該基座214之間形成一容置空間234；該永久磁鐵233係結合於該輪轂231內側，且該永久磁鐵233與該線圈組22之間具有氣隙。

該電路板24結合於該扇框21之基座214，且該電路板24電性連接該線圈組22。又，該電路板24設有用以驅動該線圈組22作動的數個電子元件241(可視需求整合為單一個電子元件)，各該電子元件241設置於該容置空間234且位於各該葉片232的徑向旋轉範圍(R)內，令各該電子元件241相對位於該間隙(D)之外。

更詳言之，在該扇輪23之軸向上，該扇輪23之各葉片232連接該輪轂231之一端的軸向高度，係小於各葉片232遠離該輪轂231之一端的軸向高度，使得各該葉片232鄰近該輪轂231之一端具有足夠容納各該電子元件241的容置空間234，而遠離該輪轂231之一端則具有較大的驅風面積，以便該扇輪23自上方引進氣流通過該入風口212後，可更有效地藉由各該葉片232將氣流側向推出至該出風口213。舉例而言，本實施例之各該葉片232係於連接該輪轂231之一端的端緣232a形成一凹槽，該凹槽係作為該容置空間234，藉此，該扇輪23於旋轉作動時，可確保該扇輪23之各葉片232更不易碰觸到各該電子元件241。

本發明第二實施例之散熱風扇2與前述第一實施例之散熱風扇1皆可利用該扇輪23提供各該電子元件241較佳的散熱效果，並同樣可在不增加扇框21整體寬度的條件下，有效降低該散熱風扇2之整體軸向高度。更重要的是，基於一般「鼓風式散熱風扇之扇框」之扇輪23的導流方向(自上方引進氣流並側向推出氣流)，因此，當各葉片232連接該輪轂231之一端的軸向高度小於遠離該輪轂231之一端的軸向高度時，各該葉片232遠離該輪轂231之一端係具有較大的驅風面積，以利於該扇輪23進行散熱作用，另外，更可方便使各該電子元件241直接位於各該葉片232連接該輪轂231之一端所形成的該容置空間234內，在組裝使用上亦相當便利；故本發明之主要技術特徵更佳適用於「鼓風式散熱風扇」。

請參照第11、12及13圖所示，本發明第三實施例馬達轉動件係包含一扇框31、一線圈組32、一扇輪33及一電路板34。其中本實施例之扇框31及線圈組32與第二實施例之扇框21及線圈組22的結構特徵相同，在此容不贅述。

本發明第三實施例之扇輪33與第二實施例之扇輪23的差異在於：該扇輪33包含一輪轂331、數個葉片332、一永久磁鐵333。該輪轂331同樣結合於該扇框31之軸接部315；各該葉片332係藉由一連接部335與該輪轂331相互結合，在該扇輪33之軸向上，各該葉片332及該連接部335至該基座314之間形成一容置空間334；該永久磁鐵333係結合於該輪轂331內側，且該永久磁鐵333與該線圈組32之間具有氣隙。

更詳言之，本實施例中，該連接部335包含數個肋條335a及一環圈335b，各該肋條335a之一端連接該輪轂331之外周面，另一端連接該環圈335b，使該環圈335b可圍繞各該肋條335a及該輪轂331；又，各該葉片332分別結合於該環圈335b，且各該葉片332具有一第一端332a及一第二端332b，該第一端332a靠近該輪轂331，該第二端332b遠離該輪轂331，其中如第13圖所示，各該葉片332之第二端332b與該輪轂331的外周面之間具有一徑向旋轉範圍(R)。

該電路板34結合於該扇框31之基座314，且該電路板34電性連接該線圈組32。又，該電路板34設有用以驅動該線圈組32作動的數個電子元件341(可視需求整合為單一個電子元件)，各該電子元件341設置於該容置空間334且位於各該葉片332的徑向旋轉範圍(R)內；其中在該扇輪33之軸向上，各該電子元件341較佳與該連接部335相對。

本發明第三實施例之散熱風扇3與前述第一及第二實施例之散熱風扇1、2相較，亦可利用該扇輪33提供各該電子元件341較佳的散熱效果，並同樣可在不增加扇框31整體寬度的條件下，有效降低該散熱風扇3之整體軸向高度。

由上得知，本發明散熱風扇1、2、3確實可在不增加扇框11、21、31整體寬度的條件下，有效降低該散熱風扇1、2、3之整體軸向高度，並兼具有散熱效果佳及結構簡單等諸多優點，相當適合朝向更輕薄短小的方向研發設計。

雖然本發明已利用上述較佳實施例揭示，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者在不脫離本發明之精神和範圍之內，相對上述實施例進行各種更動與修改仍屬本發明所保護之技術範疇，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

[本發明]

1．．．散熱風扇

11．．．扇框

111．．．側牆部

112．．．入風口

113．．．出風口

114．．．基座

115．．．軸接部

116．．．連接件

12．．．線圈組

13．．．扇輪

131．．．輪轂

131a．．．底端

132．．．葉片

132a．．．端緣

133．．．永久磁鐵

134．．．容置空間

14．．．電路板

141．．．電子元件

2．．．散熱風扇

21．．．扇框

211．．．側牆部

212．．．入風口

213．．．出風口

214．．．基座

215．．．軸接部

216．．．蓋板

216a．．．穿孔

22．．．線圈組

23．．．扇輪

231．．．輪轂

231a．．．底端

232．．．葉片

232a．．．端緣

233．．．永久磁鐵

234．．．容置空間

24．．．電路板

241．．．電子元件

3．．．散熱風扇

31．．．扇框

311．．．側牆部

312．．．入風口

313．．．出風口

314．．．基座

315．．．軸接部

316．．．蓋板

316a．．．穿孔

32．．．線圈組

33．．．扇輪

331．．．輪轂

332．．．葉片

332a．．．第一端

332b．．．第二端

333．．．永久磁鐵

334．．．容置空間

335．．．連接部

335a．．．肋條

335b．．．環圈

34．．．電路板

341．．．電子元件

[習知]

6．．．散熱風扇

61．．．扇框

611．．．基座

612．．．軸管

62．．．定子

63．．．轉子

631．．．輪轂

632．．．葉片

633．．．永久磁鐵

64．．．電路板

641．．．電子元件

7．．．散熱風扇

71．．．殼體

711．．．基座

72．．．扇輪

721．．．輪轂

722．．．葉片

73．．．電路板

731．．．發熱電子元件

732．．．未發熱電子元件

8．．．散熱風扇

81．．．底座

82．．．扇輪

83．．．電路板

831．．．感應元件

832．．．控制件

833．．．沉孔

9．．．散熱風扇

91．．．框體

911．．．承載部

92．．．扇輪

93．．．驅動電路板

第1圖：第一種習知散熱風扇之組合剖視圖。

第2圖：第二種習知散熱風扇之組合剖視圖。

第3圖：第三種習知散熱風扇之組合剖視圖。

第4圖：第四種習知散熱風扇之組合剖視圖。

第5圖：本發明第一實施例散熱風扇之立體分解圖。

第6圖：本發明第一實施例散熱風扇之俯視圖。

第7圖：本發明第一實施例散熱風扇之組合剖視圖。

第8圖：本發明第二實施例散熱風扇之立體分解圖。

第9圖：本發明第二實施例散熱風扇之俯視圖。

第10圖：本發明第二實施例散熱風扇之組合剖視圖。

第11圖：本發明第三實施例散熱風扇之立體分解圖。

第12圖：本發明第三實施例散熱風扇之俯視圖。

第13圖：本發明第三實施例散熱風扇之組合剖視圖。

1．．．散熱風扇

11．．．扇框

111．．．側牆部

112．．．入風口

113．．．出風口

114．．．基座

115．．．軸接部

116．．．連接件

12．．．線圈組

13．．．扇輪

131．．．輪轂

131a．．．底端

132．．．葉片

132a．．．端緣

14．．．電路板

141．．．電子元件

Claims (11)

1. 一種散熱風扇，包含：一扇框，具有一側牆部，該側牆部內側設有一基座，該基座設有一軸接部；一線圈組，結合於該扇框之內側；一扇輪，包含一輪轂、數個葉片及一永久磁鐵，該輪轂結合該軸接部，各該葉片設於該輪轂之外周面，各該葉片係具有一徑向旋轉範圍，且各該葉片分別具有朝向該基座的一端緣，在該扇輪之軸向上，各該葉片之端緣至該基座之間形成一容置空間，該永久磁鐵結合於該輪轂內側並與該線圈組之間形成氣隙；及一電路板，結合於該扇框之基座且電性連接該線圈組，該電路板設有至少一電子元件，該至少一電子元件設置於該容置空間且位於各該葉片的徑向旋轉範圍內。
2. 依申請專利範圍第1項所述之散熱風扇，其中該輪轂具有朝向該基座的一底端，該底端與該基座之間具有一間隙，在該扇輪之軸向上，該輪轂的底端至該基座的距離係小於各該葉片的端緣至該基座的距離，令該端緣與該底端之間具有一高度差，該高度差形成該容置空間。
3. 依申請專利範圍第1項所述之散熱風扇，其中在該扇輪之軸向上，該扇輪之各葉片連接該輪轂之一端的軸向高度係小於各葉片遠離該輪轂之一端的軸向高度。
4. 依申請專利範圍第3項所述之散熱風扇，其中各該葉片係於連接該輪轂之一端的端緣形成一凹槽，該凹槽係作為該容置空間。
5. 依申請專利範圍第1、2、3或4項所述之散熱風扇，其中該扇框之基座藉由數個連接件與該側牆部相互連接。
6. 依申請專利範圍第1、2、3或4項所述之散熱風扇，其中該扇框之基座之外周緣係連接該側牆部，該側牆部圍繞該基座。
7. 一種散熱風扇，包含：一扇框，具有一側牆部，該側牆部內側設有一基座，該基座設有一軸接部；一線圈組，結合於該扇框之內側；一扇輪，包含一輪轂、數個葉片及一永久磁鐵，該輪轂結合該軸接部，各該葉片藉由一連接部與該輪轂相互結合，各該葉片分別具有一第一端及一第二端，該第一端靠近該輪轂，該第二端遠離該輪轂，在該扇輪之軸向上，各該葉片及該連接部至該基座之間形成一容置空間，各該葉片之第二端與該輪轂的外周面之間具有一徑向旋轉範圍，該永久磁鐵結合於該輪轂內側並與該線圈組之間形成氣隙；及一電路板，結合於該扇框之基座且電性連接該線圈組，該電路板設有至少一電子元件，該至少一電子元件設置於該容置空間且位於各該葉片的徑向旋轉範圍內。
8. 依申請專利範圍第7項所述之散熱風扇，其中在該扇輪之軸向上，各該電子元件與該連接部相對。
9. 依申請專利範圍第7或8項所述之散熱風扇，其中該連接部包含數個肋條及一環圈，各該肋條之一端連接該輪轂之外周面，另一端連接該環圈，該環圈圍繞各該肋條及該輪轂。
10. 依申請專利範圍第7或8項所述之散熱風扇，其中該扇框之基座藉由數個連接件與該側牆部相互連接。
11. 依申請專利範圍第7或8項所述之散熱風扇，其中該側牆部圍繞該基座。